二維矩陣變換:
我們把每個點(diǎn)坐標(biāo)A(x, y)看成一個行向量a(x, y),采用齊次坐標(biāo)法收壕,即每個頂點(diǎn)坐標(biāo)增加一個相同的分量1作為矩陣的一行,即(x轨蛤,y蜜宪,1)
1.平移:
平移向量P為(a,b)祥山,點(diǎn)A(x圃验,y)平移后變?yōu)锳'(x + a, y + b)
點(diǎn)A的矩陣為[x枪蘑, y损谦, 1]岖免,平移變換矩陣為
點(diǎn)A的矩陣乘以平移變換矩陣得到平移后的矩陣為
2.旋轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)中心是坐標(biāo)原點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)角度是β照捡。
矩陣中的θ是圖形繞坐標(biāo)原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度颅湘。
旋轉(zhuǎn)變換矩陣
點(diǎn)A的矩陣[x, y, 1]乘以旋轉(zhuǎn)矩陣得到矩陣A'
3.縮放
縮放中心是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)(x,y)縮放到點(diǎn)(my,ny)栗精,m闯参、n是縮放因子。
縮放變換矩陣:
點(diǎn)A(x,y)悲立,則點(diǎn)A的矩陣為[x鹿寨, y ,1]薪夕;當(dāng)點(diǎn)A的矩陣乘以縮放變換矩陣可以得到縮放后點(diǎn)的矩陣為:
4.對稱
(1)x軸對稱
A(x脚草,y) --> A'(x, -y)
對稱矩陣
(2) y軸對稱
A(x, y) --> A'(-x, y)
對稱矩陣
(3)原點(diǎn)對稱
A(x, y) --> A'(-x, -y)
對稱矩陣
5.錯切變換
(1)圖形關(guān)于X軸方向的錯切變換,各點(diǎn)的縱坐標(biāo)不變:
A(x, y) --> A'(x + cy , y)
關(guān)于X軸錯切變換矩陣為:
(2)圖形關(guān)于Y軸方向的錯切變換原献,各點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變:
A(x, y) --> A'(x , y + cx)
關(guān)于X軸錯切變換矩陣為:
關(guān)于Y軸錯切變換矩陣為:
6.組合變換
組合變換就是上面所介紹的平移變換馏慨,縮放變換,旋轉(zhuǎn)變換姑隅, 對稱變換写隶,錯切變換的相互作用之后產(chǎn)生的變換。
所有的圖形變換都是基本變換的組合讲仰,這樣圖形變換就容易多了
參考:
https://blog.csdn.net/a396901990/article/details/44905791
三維矩陣變換
對三維空間的點(diǎn)P=[X Y Z]慕趴,采用規(guī)范齊次坐標(biāo)則與二維情況類似
1.平移變換
平移向量P為(tx,ty鄙陡,tz)冕房,點(diǎn)A(x,y柔吼,z)平移后變?yōu)锳'(x + tx毒费, y + ty丙唧,z + tz)
點(diǎn)A的矩陣為[x愈魏, y, z想际,1]培漏,平移變換矩陣為
點(diǎn)A的矩陣乘以平移變換矩陣得到平移后的矩陣為
2.旋轉(zhuǎn)
矩陣中的θ是圖形繞坐標(biāo)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度。
(1)繞z軸旋轉(zhuǎn)
A(x胡本,y牌柄,z)旋轉(zhuǎn)后變?yōu)锳'(xcosθ - ysinθ, xsinθ + ycosθ侧甫, z)
旋轉(zhuǎn)變換矩陣
點(diǎn)A的矩陣乘以旋轉(zhuǎn)變換矩陣得到旋轉(zhuǎn)后的矩陣為
(2)繞x軸旋轉(zhuǎn)
A(x珊佣,y蹋宦,z)旋轉(zhuǎn)后變?yōu)锳'(x, ycosθ - zsinθ咒锻, ysinθ + zcosθ)
旋轉(zhuǎn)變換矩陣
點(diǎn)A的矩陣乘以旋轉(zhuǎn)變換矩陣得到旋轉(zhuǎn)后的矩陣為
(3)繞y軸旋轉(zhuǎn)
A(x冷冗,y,z)旋轉(zhuǎn)后變?yōu)锳'(xcosθ + zsinθ惑艇,y蒿辙, zcosθ - xsinθ)
旋轉(zhuǎn)變換矩陣
點(diǎn)A的矩陣乘以旋轉(zhuǎn)變換矩陣得到旋轉(zhuǎn)后的矩陣為
3.縮放
(1)局部縮放
相對坐標(biāo)原點(diǎn)的比例變換
A(x,y滨巴,z)旋轉(zhuǎn)后變?yōu)锳'(xSx思灌, ySy, zSz), Sx, Sy, Sz為縮放因子
縮放變換矩陣
點(diǎn)A的矩陣乘以縮放變換矩陣得到旋轉(zhuǎn)后的矩陣為
(2)整體縮放
縮放矩陣為
點(diǎn)A的矩陣乘以縮放變換矩陣得到旋轉(zhuǎn)后的矩陣為
4.對稱變換
(1)關(guān)于對稱平面變換
1.1關(guān)于xoy平面對稱變換
1.2關(guān)于xoz平面對稱變換
1.3關(guān)于yoz平面對稱變換
(2)關(guān)于對稱軸變換
2.1關(guān)于x軸對稱變換
2.2關(guān)于y軸對稱變換
2.3關(guān)于z軸對稱變換
三維變換矩陣的功能分塊
左下角三維平移變換部分恭取,左上角三維線性變換部分泰偿,右上角透視變換部分,右下角整體比例因子
任何三維變換都可以轉(zhuǎn)換為基本三維變換的組合
比如繞任意軸旋轉(zhuǎn)蜈垮,可通過平移甜奄,旋轉(zhuǎn)等基本三維變換轉(zhuǎn)換為繞某坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn);
參考:
https://blog.csdn.net/piaoxuezhong/article/details/70171525